تلسکوپ وب به سیاره‌ای یخ‌زده چشم دوخت: آیا تصویری از آینده خورشید ما آشکار می‌شود؟
دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به یک موفقیت چشمگیر دست یافته‌اند. آن‌ها موفق به شناسایی یخ‌آب در حلقه‌ای از غبار و خرده‌سنگ که به دور ستاره‌ای شبیه به خورشید در فاصله‌ای دوردست می‌چرخد، شده‌اند. این رصد نه‌تنها یک دستاورد فنی قابل توجه است، بلکه گامی مهم در جهت درک چگونگی توزیع ترکیبات حیاتی مانند آب در سایر منظومه‌های سیاره‌ای به شمار می‌رود. اگر به دنبال درک بهتر از سرنوشت نهایی منظومه شمسی خود هستید، این یافته می‌تواند سرنخ‌های مهمی در اختیارمان قرار دهد.
دیسکی دوردست، آینه‌ای از منظومه شمسی اولیه
ستاره‌ای که در این بررسی مورد توجه قرار گرفته، HD 181327 نام دارد و در فاصله حدود ۱۵۵ سال نوری از ما در صورت فلکی تلسکوپ (Telescopium) واقع شده است. این ستاره با وجود اینکه تنها ۲۳ میلیون سال سن دارد، تصویری از منظومه شمسی ما در مراحل اولیه شکل‌گیری‌اش ارائه می‌دهد. HD 181327 توسط یک دیسک پهن و غبارآلود از ذرات و بقایا احاطه شده است که مملو از اجرام یخی کوچک – عناصر سازنده اولیه سیارات – است.
به گفته کریستین چن (Christine Chen)، دانشمند محقق در دانشگاه جانز هاپکینز (Johns Hopkins University)، این یک “سیستم بسیار فعال” است که در آن برخوردهای مکرر بین اجرام یخی، ذرات ریز یخ‌آب غبارآلود را به طور مداوم تولید می‌کند. او توضیح می‌دهد که این ذرات “اندازه‌ای کاملاً مناسب برای تشخیص توسط وب دارند”، به این ترتیب تلسکوپ می‌تواند ترکیب این دیسک را با وضوحی بی‌سابقه نقشه‌برداری کند.
مسیری برای آب حیات‌بخش
این کشف، پیامدهای عمیق‌تری برای منشاء احتمالی حیات فراتر از زمین دارد. دانشمندان مدت‌هاست که این نظریه را مطرح کرده‌اند که آب – به ویژه در حالت یخ‌زده – می‌تواند در مناطق سرد بیرونی منظومه‌های سیاره‌ای رایج باشد. این ایده تا حدودی بر اساس مشاهدات منظومه شمسی خودمان است، جایی که قمرهای یخی مانند اروپا (Europa)، گانیمد (Ganymede) و انسلادوس (Enceladus) دارای ذخایر عظیم آب یخ‌زده و حتی آب مایع زیرسطحی هستند.
نتایج JWST که در تاریخ ۱۵ می در مجله نیچر (Nature) منتشر شد، از این فرضیه پشتیبانی می‌کند که “گلوله‌های برفی کثیف” یخی در این مناطق می‌توانند روزی از طریق برخوردهای پرسرعت، آب را به سیارات سنگی در حال شکل‌گیری منتقل کنند. اعتقاد بر این است که این فرآیند در گذشته زمین نیز رخ داده و احتمالاً سیاره ما را با آبی که امروز حیات را حفظ می‌کند، بارور کرده است.
کمربند یخی، پژواکی از کمربند کویپر
JWST با استفاده از ابزارهای قدرتمند فروسرخ خود نشان داد که بخش عمده یخ‌آب این سیستم در قسمت بیرونی دیسک متمرکز شده است، جایی که دما برای پایدار ماندن یخ به اندازه کافی پایین است. نزدیک‌تر به ستاره، یخ کمیاب‌تر می‌شود – احتمالاً به دلیل تابش فرابنفش (ultraviolet radiation) که آن را بخار می‌کند، یا به این دلیل که آب در سیاره‌سان‌های بزرگ‌تر محبوس شده است، اجسامی که برای حسگرهای وب بسیار بزرگ یا دور هستند تا شناسایی شوند.
دانشمندان شباهت‌های زیادی بین این دیسک و کمربند کویپر (Kuiper Belt) – حلقه اجرام یخی فراتر از نپتون در منظومه شمسی ما – مشاهده کرده‌اند. چن گفت: “آنچه بیش از همه قابل توجه است، این است که این داده‌ها شبیه به مشاهدات اخیر تلسکوپ از اجرام کمربند کویپر در منظومه شمسی خودمان به نظر می‌رسند”، و بر ارزش داده‌های مقایسه‌ای در رمزگشایی داستان شکل‌گیری سیارات تاکید کرد.
طرحی برای تولد سیاره‌ای
HD 181327 با عمری تنها چند میلیون سال، هنوز در ابتدای تکامل سیاره‌ای خود قرار دارد، اما دیسک بقایای آن از همین حالا سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی شکل‌گیری جهان‌های آینده توسط آب و سایر عناصر ارائه می‌دهد. بمباران مداوم و هرج و مرج یخی در داخل دیسک، زمینه را برای تجمع تدریجی سیارات جدید و به طور بالقوه، برای ورود ترکیبات حیات‌بخش فراهم می‌کند.
توانایی تشخیص چنین جزئیات دقیقی در سیستم‌های دوردست، درهای جدیدی را به روی اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای می‌گشاید و محققان را قادر می‌سازد تا توزیع و حرکت آب را در سراسر کیهان ردیابی کنند. رصد HD 181327 توسط JWST نه‌تنها یک موفقیت فنی است، بلکه گامی مهم در جستجوی مداوم بشر برای درک چگونگی پیدایش حیات در سایر نقاط جهان به شمار می‌رود.
